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题名碱性土壤环境中高强管线钢钝化及点蚀行为
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作者
许志昱
胡骞
胡月
黄峰
刘静
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机构
武汉科技大学材料学部
武汉科技大学湖北省海洋工程材料及服役安全工程技术研究中心
深圳大学新能源材料服役安全广东省重点实验室
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出处
《表面技术》
北大核心
2025年第18期54-64,共11页
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基金
湖北省重大科技攻关项目(2023BAA003)。
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文摘
目的阐明Mg处理、Ca处理及Mg-Ca复合处理对高强管线钢在模拟碱性土壤溶液中钝化及点蚀行为的影响。方法利用动电位扫描、恒电位极化、Mott-Schottky曲线等电化学方法,结合XPS、EDS、点蚀形貌观察等微观分析手段研究了高强管线钢表面钝化膜特性及点蚀行为。结果Mg处理、Ca处理及Mg-Ca复合处理对高强管线钢的平均晶粒尺寸分别为5.59、9.26和3.81μm,铁素体相占比分别为74.0%、73.5%、62.3%,夹杂物密度分别为0.098、0.014和0.048个/μm^(2)。在0.01 mol/L NaCl+0.2 mol/L NaHCO_(3)溶液中,3种管线钢表面均生成n型半导体钝化膜,Ca处理试样表面钝化膜具有较正的平带电位(-0.417V)、较低的施主密度(4.979×1021 cm^(-3))、最高的钝化膜电阻(27.31 kΩ·cm^(2))、最高的点蚀电位(-0.082 V)和最低的点蚀密度(734.2μm^(-2))。结论在钝化膜生长阶段,Ca处理试样因其贝氏体组织中均匀分布的空位,加速了钝化膜的生成速率,使其在较短时间内达到稳态电流密度,并形成致密且缺陷较少的钝化膜,表现出较低的施主密度和优异的稳定性。Ca处理试样钝化膜呈现n型半导体特性,具有较正的平带电位、较低的施主密度和较高的钝化膜电阻与电荷转移电阻,表明其钝化膜在较高电位下能保持电荷平衡,耐蚀性最佳。此外,Ca处理试样钝化膜较厚,且夹杂物密度最低,减少了点蚀萌生的可能性,使其具有最高的点蚀电位和最低的点蚀密度,表现出最强的耐点蚀性能。
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关键词
管线钢
钝化膜
半导体特性
点蚀行为
氧化物冶金
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Keywords
pipeline steel
passive film
semiconductor properties
pitting corrosion behavior
oxide metallurgy
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分类号
TG172
[金属学及工艺—金属表面处理]
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